通过ModBus协议实现的医疗空气监控及报警系统的制作方法

本实用新型涉及医用气体领域，具体涉及医疗空气监控及报警系统。

背景技术：

医疗空气集中供应系统在现代医院中广泛应用，是医院集中供气的一个重要部分。医疗空气是通过空气压缩机制造产生的正压气体，经过工程管道输送至病房、重症监护室、手术室等医疗场所的供气终端，供气终端处连接各类医疗设备对病人进行救治。医疗空气的品质要求很高，需要持续不断的供应气体；正压气体的压力过高或过低均会对终端处的医疗设备造成负面影响，耽误病人救治；气体水含量超标会对系统终端的呼吸机等精密医疗仪器造成损害，如电路板烧毁、氧电极击穿等，还会引起系统中管道和阀门的锈蚀，滋生有害细菌，危及病人安全。2012年8月1日起实施的GB50751-2012《医用气体工程技术规范》对医疗空气系统做出了相关要求，对医疗空气的压力、含水量等有明确的范围规定。

目前大部分医院对医疗空气系统的监控仅限于气体压力及空压机供电电压监测，且主要以人工巡检方式配合监测表箱、指示灯板等进行，监控报警器通过声光报警，需要人工监视，无法自动获取并记录实时数据，不便集中管理。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供通过ModBus协议实现的医疗空气监控及报警系统，该系统能够实时监控并记录数据并直观展现给用户，当出现异常时，系统能通过短信方式进行报警。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种通过ModBus协议实现的医疗空气监控及报警系统，包括：监控服务器、 信息采集设备、信息转换器、报警发送器，所述信息采集设备与信息转换器相连，信息转换器通过ModBus总线与监控服务器相连，报警发送器与监控服务器相连。

进一步，信息采集设备包括：压力变送器、电传感器式露点仪和供电电压检测设备，压力变送器、电传感器式露点仪分别对医疗空气的压力、露点的温度信息进行采集，供电电压检测设备对空气压缩机的电压进行采集及检测，采集的信息经信息转换器之后通过ModBus总线传输到监控服务器。

进一步，信息转换器包括A/D转换器。

所述ModBus总线通过RS232接口与监控服务器连接。

与现有技术相比本实用新型具有益效果: 系统能够实时监控并记录数据并直观展现给用户，当出现异常时，系统能通过短信方式进行报警。实时监控医疗空气系统的供电电压、气体压力、气体露点值，并将数据存储于服务器，用户通过浏览器登录系统软件后能直观查看当前医疗空气系统运行状态，也可查看历史运行状态及报警记录。当医疗空气系统的空气压缩机供电电压不稳定，医疗空气的压力高于或低于设定范围，医疗空气的露点值高于设定值时，监控系统服务器将通过短信发送器持续发送短信至开通接收服务的用户手机直至用户进行相应处理并进行停止其短信发送的操作。根据需求，该系统还可增加新的监控项目，具有持续发展性。

附图说明

图1是本实用新型系统结构框图；

图2是本实用新型监控及报警的控制过程图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1所示，一种通过ModBus协议实现的医疗空气监控及报警系统，包括监控服务器、信息采集设备、信息转换器、报警发送器。所述信息采集设备与信息转换器相连，信息转换器通过ModBus总线与监控服务器相连，报警发送器与监控服务器相连。

监控服务器为一台专用的服务器。用于实时监测医疗空气的气压、露点值和空压机供电电压信息。

信息采集设备包括符合工业控制标准的压力变送器、电传感器式露点仪和供电电压检测设备，用于采集医疗空气的气压、露点以及空气压缩机的供电电压。其中，压力变送器和电传感器式露点仪能够输出4-20mA的电信号，利用信息转换器将该电信号转变成数字信号，通过ModBus总线与监控服务器进行通信。供电电压检测设备用于采集及检测空气压缩机的电压信号，再利用信息转换器将该电压信号转变成数字信号，通过ModBus总线，将数字信号传递给监控服务器。

上述ModBus总线通过RS232接口最终与监控服务器连接，进而构成了集中监控系统。

报警设备用于当医疗空气的状态出现异常或监测设备连接故障时，监控系统会通过报警设备，将带有相关信息的报警短信及时发送至用户手机。

医疗空气监控及报警系统是一套软硬件一体化设计的系统，软件集成在系统自带的专用服务器中，软件系统运行于Linux平台。

通过开发中心监控软件，将监控到的数据实现实时的状态图显示、编辑，有不同的安全权限，可以详细的记录数据，可以方便的进行查询，在监测数据异常或监测设备故障时可以通过手机短信的形式及时、有效、准确地将告警信息发送给值班人员和主管人员。

医疗空气监控及报警系统的设计采用插件式的对象管理模块，根据监控对象的特点选取对应的管理模块，使管理更具针对性。

监控系统提供统一监测管理平台，在平台上轻松实现各类管理插件的安装，从而获得应用资源各类相关信息并通过强大的Service Reporter，帮助用户及时发现问题、解决问题。

本实用新型使用B/S交互模式，全中文操作界面和系统管理，后台运行复杂的逻辑和设置任务，用户只需打开浏览器就能查看医疗空气监控系统的运行状态并进行配置。系统软件拥有集中监控的图形化工具，适合分布式监控集中管理的需要，提供详细的数据记录和告警记录。

医疗空气监控系统的软件部分主要由下面几部分组成：

1、系统管理平台，其具有一下功能：1）管理监控对象：添加监控对象，对监控对象相关的监控内容和报警信息进行设定；2）展示监控数据：显示每个监控对象的所有监控数据，以及对这些监控数据进行统计分析；3）管理系统运行：设定系统运行需要的相关信息以及用户权限信息；4）管理报警信息：接收和显示由监控服务器发出的报警信息，将报警信息通过短信服务发送给管理人员；5）其它的管理功能。

2、监控服务模块，其具有以下功能：1）通过轮询的方式定时通过RS485串口通信协议向相关设备发送获取数据的请求；2）接收由设备返回的数据；3）解析返回的数据获取相关信息并保存至数据库；4）分析解析后的数据，确认数据有效性；5）将数据与设定的阀值进行比较确定数据是否在正常范围内；6）向管理平台发送警报信息。

3、短信服务模块，其具有以下功能：1）接收由管理平台发来的短信信息；2）连接短信设备将接收的短信信息控制短信设备发送出去。

医疗空气监控及报警系统的工作过程如下：

被测气体的压力通过压力表中的压力接口传到压力变送器的感压膜片，压力变送器感应的电信号经放大、V/A 转换之后，送CPU进行处理、设置显示数字、控制开关量输出，并提供模拟量输出从而实现压力显示和输出信号的控制与变送的过程

被测气体中所含水分在一定温度下会在镜面上产生露点，电传感器式露点仪采用光电检测技术，检测镜面上出露层并使用测温元件测量产生露点时的温度，将检测到的温度转换成电信号经放大、V/A 转换，送CPU进行处理、设置显示数字、控制开关量输出，并提供模拟量输出从而实现露点显示和输出信号的控制与变送的过程

上述两种模拟量输出信号发送给通用输入输出模块，由模块中的模拟量采样电路获取，通过高精度A/D转换器转换成RS485标准数据，利用RS485通信接口和相关的通信协议与服务端进行数据通信。

空气压缩机的电压通过供电电压检测设备中的电压检测元件测量电压，并使输出信号与被测量电压成比例关系，再通过高精度A/D转换器转换将电压信号值转成RS485标准数据，利用RS485通信接口和相关的通信协议与服务端进行数据通信。

系统软件中的监控服务程序使用RS485串口通信协议通过485链路与通用输入输出模块和电压传感器进行通信，按照系统中设定的轮询周期定时发送获取输入输出模块上的压力和露点信息以及电压信息的请求后，获取输入输出模块的返回结果，解析后得到压力、露点和电压的数据。

参见图2，监控服务程序会将获取到的数据保存到数据库中，与此同时还会对数据库的有效性进行分析，如果数据无效，当连续达到一定次数后，监控服务程序会向系统管理平台发出故障报警；如果数据有效，监控服务程序会将有效的数据与事先设定的上下限阀值进行比较，当出现连续一定次数超出阀值的情况，监控服务程序会向系统管理平台发出预警信息

系统软件中的系统管理平台检测到预警信息或故障报警后会通过多种形式展现在管理端屏幕上，同时通过短信服务程序将警报信息利用短信设备发送给指定的管理人员

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。